JP2007225843A

JP2007225843A - 液晶駆動回路

Info

Publication number: JP2007225843A
Application number: JP2006046331A
Authority: JP
Inventors: Koji Nojima; 弘司野島; Sung Hwi Park; ソンフィパク
Original assignee: DISPLAY CHIPS Inc; Seiko Instruments Inc
Current assignee: DISPLAY CHIPS Inc; Seiko Instruments Inc
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2007-09-06

Abstract

【課題】液晶駆動装置がソース電極配線に印加するソース電極電圧の低消費電力化を実現することで液晶表示装置全体の低消費電力化を図る。
【解決手段】液晶駆動装置のソース電極の変化において、ソース電極電圧が状態：２００から状態：２０２に変化するとき、状態：２００から状態：２０１までの変化を電源電圧を元に行い、任意の時間が経過した後、表示データの設定による所望のソース電極電圧へ変化するように制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の画像表示を制御する液晶駆動回路に関するものであり、更に詳しくは、画素の階調制御の動作において低消費電力化を可能とした液晶駆動回路及びこれを用いた液晶表示装置に関する。

液晶テレビ等に用いられている液晶表示装置は、一般的に、液晶表示パネルと、この液晶表示パネルに画像表示を行わせるための各種信号や電圧を供給する液晶駆動回路とにより構成されている。
上記液晶パネルは、絶縁基板の内面の第１の方向（例えば縦方向）に配置された複数のソース電極配線と、第１の方向と直交する第２の方向（例えば横方向）に配置された複数のゲート電極配線と、ソース電極配線とゲート電極配線との各交差部に配置され、それぞれの画素に対して階調電圧の供給を制御する薄膜トランジスタと、液晶層を介して配置された複数の対向電極に対向電極電圧を印加する対向電極配線と、対向電極配線を共通に接続した外部端子を備えている。

ここで、薄膜トランジスタは、ゲート電極が対応するゲート電極配線に接続され、ドレイン電極がソース電極配線に接続され、ソース電極が１画素毎に設けられた画素電極に接続されている。上記画素（液晶素子）は、この画素電極と上記対向電極と、この画素電極及び対向電極に挟まれた領域の液晶層とにより構成されており、液晶の配向を変化させて透過率（または反射率）を変化させる階調電圧を蓄積する画素容量ともなっている。
また、液晶駆動回路は、液晶表示パネルのソース電極配線及びゲート電極配線に対して、液晶を駆動させて、画像表示を行うための各種信号（例えば１行毎に順番にゲート電極配線に対し、階調電圧を供給する画素の行を選択する走査信号）及び階調電圧（ソース電極配線に対して各液晶素子に印加する）を供給している。
なお、複数の対向電極配線は液晶表示パネルの画素領域（表示領域）の外で共通に接続されて外部端子（共通電極端子、または単に共通電極とも称する）とするのに限らず、全ての画素に共通のベタ電極とした対向電極を有するものもある。

上記液晶駆動回路は、走査電圧回路，階調電圧発生回路，階調選択回路及びソースドライバを有している。
走査電圧回路は、上記薄膜トランジスタのオン／オフ制御を行うため、ゲート電極配線に対して走査信号を、行毎に順番に所定のパルス幅にて印加する。
階調電圧発生回路は、ｎビットで表される各階調度毎に対応した階調電圧を各々発生し、これらの階調度に対応した各階調電圧を並列に階調選択回路に対して出力する。
階調選択回路は、外部から入力される画像信号、すなわちｎビット（但し、ｎは１以上の整数）の表示データ信号に対応した階調電圧を、階調電圧発生回路から入力される複数の階調電圧（各階調度に対応した階調電圧）から選択して、ソースドライバへ出力する。

ソースドライバは、上記階調選択回路から入力される階調電圧により、液晶表示パネルの各画素の階調制御を行う回路であり、この階調電圧をソース電極配線に出力して、液晶表示パネルの画素容量に所望の階調電圧を印加する。
上記階調電圧発生回路は、一般に昇圧回路の出力を電源として、すでに説明した階調電圧を発生する。そして、階調選択回路は表示データ信号ｎビットにより、階調電圧発生回路の複数出力されている階調電圧から、入力された表示データ信号の示す階調度に対応板１つを選択して、ソースドライバへ出力する。

そして、液晶表示パネルの表示動作においては、ゲート電極配線に印加された選択電圧により選択された行に対応する薄膜トランジスタがオンとなり、この薄膜トランジスタに接続された画素容量の画素電極に対してソース電極配線から階調電圧が印加される。これにより、画素電極と対向電極との間に介在する液晶層からなる画素容量に階調電圧に対応する電荷が充電・蓄積されることにより、液晶の配光方向を変化させることで透過光あるいは反射光の量を制御する（例えば、特許文献１参照）。
ここで、一般に液晶駆動回路には電源電圧として２．４Ｖ〜３．３Ｖが加えられており、一方、階調電圧発生回路及びソースドライバには０．０Ｖ〜４．０Ｖの電源が必要となるため、上記電源電圧を元に昇圧した昇圧電圧が電源として用いられる。
特開平１０−２８２９４０

しかしながら、上述した液晶駆動回路にあっては、バッテリーを電源とする携帯型端末において、重要な要素である低消費電力化が充分行えないという欠点がある。
すなわち、ソース電極配線に供給されるソース電極電圧は、液晶表示パネルにおける複数の画素に接続したソース電極配線に対して印加するが、電源電圧を昇圧回路で昇圧した電圧を電源として生成された電圧による複数の階調電圧より選択して出力する。
ここで、表示動作において、ソース電極配線に出力されるソース電極配線は、これら昇圧回路の出力を電源とした階調電圧の間において、各画素の階調度に対応して変化することになる（画素容量における電荷の充放電）。

そのため、昇圧された昇圧電圧の電力消費が、バッテリの電源電圧から直接電力を供給した場合に比較して大きくなる、すなわち、昇圧電圧によるソース電極配線での充電/放電過程（ソース電極配線を介しての画素容量に対する電荷の充放電）での電力消費により、バッテリの電力消費が倍加され表示装置全体の低消費電力化の妨げになっている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、階調度に対応した画素容量に対する電荷の充放電における昇圧電圧による充電/放電処理を低減させ、低電力消費化を達成する液晶駆動回路及びそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の目的は、液晶駆動回路がソース電極配線に印加するソース電極電圧の低消費電力化を実現することで液晶表示装置全体の低消費電力化を図ることにある。
本発明の液晶駆動回路は、複数のゲート電極配線と複数のソース電極配線との交差部に配置された画素からなるアクティブマトリクス型液晶表示パネルにおいて、画素に接続された薄膜トランジスタを介して、前記各画素の輝度を制御する液晶駆動回路であって、バッテリの電源電圧を昇圧し、昇圧電圧として出力する昇圧手段と、前記昇圧電圧を電源として階調度毎に対応する階調電圧を生成する階調電圧生成手段と、入力される画像信号の階調度に対応した階調電圧を選択して出力する階調電圧選択手段と、ソース電極配線に対し、階調電圧を出力するソースドライバと、電源電圧からプリチャージ電圧を生成するプリチャージ電圧生成手段と、ゲート電極配線に対して走査信号を順次出力する走査信号生成手段と、直前の階調度を記録する記憶レジスタと、前記階調度と前記直前の階調度とを比較し、予め設定された設定値の階調度を超えた変化か否かを検出する表示データ比較手段と、前記検出結果により、ソース電極配線に印加する電圧を、前記階調電圧とするか、前記プリチャージ電圧を印加した所定の時間経過後に、階調電圧とするかのいずれかを設定するソース出力切替手段とを有することを特徴とする。

本発明の液晶駆動回路は、ソース切替手段の設定により、前記ソースドライバまたはプリチャージ電圧生成手段のいずれをソース電極配線に出力するかを制御するスイッチ手段をさらに有し、前記階調電圧選択回路が各階調電圧をボルテージフォロアのアンプから、昇圧回路を電源とするソースドライバを介して前記スイッチ手段へ出力し、プリチャージ電圧生成手段がバッテリを電源とするドライバからプリチャージ電圧をスイッチ手段に出力することを特徴とする。

本発明の液晶駆動回路は、前記階調電圧選択回路が、電源電圧を超える階調電圧の出力に対して、昇圧回路を電源とするボルテージフォロアのアンプを対応させ、電源電圧以下の階調電圧に対して、バッテリを電源とするボルテージフォロアのアンプを対応させ、前記ソース出力切替手段が検出結果により、階調度をプリチャージ電圧とする階調度に変更し、所定の時間経過後に階調度を入力された階調度に戻し、前記ソースドライバがソース電極配線に電圧を印加するスイッチ手段であることを特徴とする。

本発明の液晶駆動回路は、ソース切替手段の設定により、前記ソースドライバまたはプリチャージ電圧生成手段のいずれをソース電極配線に出力するかを制御するスイッチ手段をさらに有し、前記階調電圧選択回路が、電源電圧を超える階調電圧の出力に対して、昇圧回路を電源とするボルテージフォロアのアンプを対応させ、電源電圧以下の階調電圧に対して、バッテリを電源とするボルテージフォロアのアンプを対応させており、前記階調電圧選択回路が各階調電圧をボルテージフォロアのアンプから、昇圧回路を電源とするソースドライバを介して前記スイッチ手段へ出力し、プリチャージ電圧生成手段がバッテリを電源とするドライバからプリチャージ電圧をスイッチ手段に出力することを特徴とする

本発明の液晶駆動回路は、プリチャージ電圧生成回路がバッテリ自身であることを特徴とする。
本発明の液晶表示装置は、上記記載のいずれかの液晶駆動回路により、液晶表示パネルの各画素の輝度制御を階調度に対応して行うことを特徴とする。

また、本発明の液晶駆動回路は、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置の駆動において、昇圧回路の出力を電源とし、ソース電極を通して画素容量に印加される階調電圧を発生する階調電圧発生回路と、前記階調電圧発生回路の複数の出力の中から入力される表示データに応じて階調電圧の選択を行う階調選択回路と、前記階調選択回路の出力を入力としソース電極へ階調電圧を出力するソースドライバと、電源電圧を電源とし前記階調電圧発生回路の複数の出力のうち前記表示データの最上位ビットのみが「１」、最上位ビット以外の全ての表示データが「０」の場合に出力される値、もしくは前記値に近い値を出力する階調センター回路（プリチャージ電圧発生手段）と、前記表示データの変化点において前後の最上位ビットデータを比較し変化があった場合には任意の時間ＯＮ信号を出力する表示データ比較回路と、前記表示データ比較回路の出力である前記ＯＮ信号を入力とし、前記ＯＮ信号が入力されている間、前記ソース電極の入力を前記ソースドライバの出力から前記階調センター回路の出力に切替を行うソース出力切替回路を有し、前記表示データの変化点において前記表示データの前後の最上位ビットデータに変化があった場合、前記ソース電極が前記任意の時間、前記階調センター回路に接続され、前記任意の時間経過後に前記表示データに対応した所望の階調電圧を出力する。

本発明の液晶駆動回路は、液晶表示装置の駆動において、昇圧回路の出力を電源としソース電極を通して画素容量に印加される階調電圧を発生する階調Ｈ電圧発生回路と、電源電圧を電源としソース電極を通して画素容量に印加される階調電圧を発生する階調Ｌ電圧発生回路と、前記階調Ｈ電圧発生回路と前記階調Ｌ電圧発生回路の複数の出力の中から入力される表示データに応じて階調電圧の選択を行う階調選択回路と、前記階調選択回路の出力を入力としソース電極へ階調電圧を出力するソースドライバと、前記表示データの変化点においての前後の最上位ビットデータを比較し変化があった場合には任意の時間ＯＮ信号を出力する表示データ比較回路を有し、前記表示データの変化点において前記表示データの前後の最上位ビットデータに変化があった場合、前記表示データ比較回路が任意の時間ＯＮ信号を出力、前記ＯＮ信号が入力された前記階調選択回路は前記ＯＮ信号が入力されている間、前記階調Ｌ電圧発生回路の出力のうち任意の出力電圧を選択出力し、前記任意の時間経過後、前記表示データに対応した所望の階調電圧を選択し出力することを特徴とする。

本発明の液晶駆動回路は、前記液晶表示装置において、昇圧回路の出力を電源とし、ソース電極を通して画素容量に印加される階調電圧を発生する階調電圧発生回路と、前記階調電圧発生回路の複数の出力の中から入力される表示データに応じて階調電圧の選択を行う階調選択回路と、前記階調選択回路の出力を入力としソース電極へ階調電圧を出力するソースドライバと、前記表示データの変化点において前後の最上位ビットデータを比較し変化があった場合には任意の時間ＯＮ信号を出力する表示データ比較回路と、前記表示データ比較回路の出力である前記ＯＮ信号を入力とし、前記ＯＮ信号が入力されている間、前記ソース電極の入力を前記ソースドライバの出力から電源電圧に切替を行うソース出力切替回路を有し、前記表示データの変化点において前記表示データの前後の最上位ビットデータに変化があった場合、前記ソース電極が前記任意の時間、電源電圧に接続され、前記任意の時間経過後に前記表示データに対応した所望の階調電圧を出力することを特徴とする。

上述したように、本発明の液晶駆動回路は、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置の駆動において、昇圧回路の出力を電源とし、ソース電極を通して画素容量に印加される階調電圧を発生する階調電圧発生回路と、前記階調電圧発生回路の複数の出力の中から入力される表示データに応じて階調電圧の選択を行う階調選択回路と、前記階調選択回路の出力を入力としソース電極へ階調電圧を出力するソースドライバと、電源電圧を電源とし前記階調電圧発生回路の複数の出力の中心の値（階調電圧発生回路の出力のうち、表示データの最上位ビットのみ「１」、最上位ビット以外の全ての表示データが「０」の出力、例えば６ビットのデータの場合には「１０００００」の値）もしくは、中心の値に近い値を出力する階調センター回路と、前記表示データの変化点において前後の最上位ビットデータを比較し変化があった場合には任意の時間ＯＮ信号を出力する表示データ比較回路と、前記表示データ比較回路の出力である前記ＯＮ信号を入力とし前記ソース電極の入力を前記ソースドライバの出力から前記階調センター回路の出力に切替を行うソース出力切替回路を有し、前記表示データの変化点において前記表示データの前後の最上位ビットデータに変化があった場合、前記ソース電極が前記任意の時間、前記階調センター回路に接続され、前記任意の時間経過後に所望の階調電圧を出力する。

さらに詳しく本発明について解説する。本発明の回路において、前記表示データの最上位ビットに変化があった場合には、ソース電極電圧は必ず階調電圧発生回路より出力される電圧のうち、中心の設定となる電圧（階調電圧発生回路の出力のうち、表示データの最上位ビットのみ「１」、最上位ビット以外の全ての表示データが「０」の出力、例えば６ビットのデータの場合には「１０００００」の値）を跨ぐ出力となる。
このことを利用し、前記表示データの最上位ビットが変化した場合にはソース電極への電力供給を昇圧回路の出力を電源とする前記階調電圧発生回路からは行わず、前記階調電圧発生回路の中心の設定となる電圧と同電位もしくは、これに近い電圧を出力する電源電圧を電源とする前記階調センター回路の出力から行う。このような動作を行うことによりソース電極で消費される電力の一部を昇圧回路の出力から電源電圧からの消費にすることができ、低消費電力化を測ることができる。
また、本発明の液晶駆動回路は、ソース電極配線の上記駆動方法を行うことにより、前記表示データの監視を前記表示データの最上位ビットの変化のみを監視することにより、有効に回路を動作させることができる。

以上説明したように、本発明の液晶駆動回路によれば、ソース電極配線による電力消費を、バッテリの電源電圧で適用できる範囲を設定し、この範囲においては昇圧回路を電源として用いないため、昇圧回路の出力からの消費を、有効に電源電圧からの消費に変換することができ、変換した範囲の電力に関して低消費電力化を可能とすることができる。

以下、本発明の第１の実施形態による液晶駆動回路を図面を参照して説明する。図１は同実施形態による液晶駆動回路の構成例を示すブロック図である。
この図において、駆動対象の液晶表示パネルに関しては記載を省略しているが、従来例と述べたように、ソース電極配線とゲート電極配線とにより、各画素が制御されるようになっている。また、ゲート電極配線及びこのゲート電極配線に対して走査信号を出力する走査電圧回路、及びバッテリとこのバッテリの電源電圧を昇圧して昇圧電圧ＶＣＰを生成する昇圧回路も省略してある。
この図に示した表示データ比較回路１０４，階調選択回路１０１及びソースドライバ１０２各々は、ソース電極配線毎にそれぞれ設けられている。

図１において、階調電圧発生回路１００は、図示しない昇圧回路の出力する昇圧電圧ＶＣＰを電源とし、液晶駆動回路が制御する階調度毎に対応する階調電圧を、例えば、図に示すように、階調発生基準電圧（昇圧電圧ＶＣＰ）と接地電圧との間を抵抗分圧することにより生成する。
階調選択回路１０１は、階調電圧発生回路１００から入力される階調電圧から、入力される表示データの階調度に対応した階調電圧を選択して出力する。
ソースドライバ１０２は、ソース電極配線に対して、階調電圧の信号または後述するプリチャージ電圧の信号を、昇圧回路の昇圧電圧ＶＣＰを電源とするボルテージフォロアのアンプにより、スイッチ部１５０へ出力する。

階調センター回路１０３は、バッテリの電源電圧ＶＤＤを電源とし、プリチャージ電圧を生成し、上記電源電圧ＶＤＤを電源とするボルテージフォロアのアンプが設けられ、このアンプにより、スイッチ部１５０にプリチャージ電圧の信号を出力する。ここで、階調センター回路１０３の出力する電圧は、階調電圧発生回路１００における階調電圧の出力のうち、表示データの最上位ビットのみ「１」、最上位ビット以外の全ての表示データが「０」の出力、例えば６ビットのデータの場合には「１０００００」の出力と同電位、もしくはこれに近い値を出力する。

表示データ比較回路１０４は、入力される表示データの階調度と、直前の階調度とを比較し、予め設定されている設定値を入力された階調度が跨いで変化したか否かの判定を行う。すなわち、表示データ比較回路１０４は、直前の階調度が上記設定値以下であるとき、入力される階調度が設定値以上である場合にＯＮ信号を出力し、設定値以下の場合ＯＮ信号を出力しない。一方、表示データ比較回路１０４は、直前の階調度が上記設定値を超えているとき、入力される階調度が設定値以上である場合にも、設定値以下の場合にもＯＮ信号を出力しない。表示データ比較回路１０４は、上記オン信号を出力した後、所定の時間、すなわちソース電極配線が安定してプリチャージ電圧となる時間経過後に、ＯＮ信号の出力を終了する。

ソース出力切替回路１０５は、上記ＯＮ信号が入力されている期間、階調センター回路１０３から入力されるプリチャージ電圧の信号をソース電極配線へ出力させ、ＯＮ信号が入力されていない期間、ソースドライバ１０２から出力される階調電圧の信号をソース電極配線へ出力させるよう、スイッチ部１５９の制御を行う。
また、上記表示データ比較回路１０４は、設定値として１ビットのデータとして「１」を設定しておき、直前の階調度の最上位ビットを記憶し、入力される階調度の最上位ビットの比較を行う。

上記表示データ比較回路１０４は、直前の階調度の最上位ビットを記憶し、この最上位ビットが「１」のとき、ＯＮ信号を出力せず、最上位ビットが「０」のとき、入力される階調度の最上位ビットが「１」の場合にＯＮ信号を出力し、入力される階調度の最上位ビットが「０」の場合にＯＮ信号の出力を行わない。ここで、表示データ比較回路１０４は、入力された階調度と直前の階調度の比較として、入力された階調度の最上位ビットが「１」であり、直前の階調度の最上位ビットが「０」の組み合わせの場合のみ、設定値を超えた（跨いだ）変化があったことを検出し、それ以外については設定値を超えた変化がないことを検出する回路構成となっている。
また、本実施形態においては、階調度が６ビットとした場合、「００００００」が最も低く、「１１１１１１」が最も高い階調を示していることを前提に説明したが、「１１１１１１」が最も低く、「００００００」が最も高い階調度を示すデータ形式も考えらる。この場合、表示データ比較回路１０４は、設定値を「１」とし、最上位ビットが「１」から「０」に変化したことを検出して、ＯＮ信号を出力するように構成される。
すなわち、表示データ比較回路１０４は、直前の階調度を示すデータの最上位ビットが「１」であり、入力された階調度を示すデータの最上位ビットが「０」となったことを検出した場合のみに、ＯＮ信号を出力するようにしてもよい。

次に、図２（ａ）は図１における階調電圧発生回路１００の構成を、図２（ｂ）は図１における階調選択回路１０１の構成をより詳しく示す概念図である。
階調電圧発生回路１００には、階調電圧発生に必要な階調発生基準電圧として、昇圧回路からの昇圧電圧ＶＣＰが入力され、各発生した階調電圧各々を出力するボルテージフォロアのアンプが設けられ、これらのボルテージフォロアのアンプ、すなわち、すなわちＡＭＰ０１，ＡＭＰ０２，〜，ＡＭＰ（ｍ−１），ＡＭＰ（ｍ）の電源が昇圧回路の昇圧電圧ＶＣＰとなっている。
階調選択回路１０１には、表示データ信号としてｎビットの階調度の情報が入力され、階調発生回路１００から出力される階調電圧から、この階調度に対応した階調電圧を１つ選択して、ソースドライバ１０２へ出力する。

上記ソースドライバ１０２は、階調選択回路１０１から出力される階調電圧の信号を、スイッチ部１５０へ出力する。
また、表示データ比較回路１０４は、上述したように、表示データの階調度の情報における最上位ビットの変化を検出する回路である。そして、表示データ比較回路１０４は、表示データ変化点における前後の最上位ビットの変化を検出し、最上位ビットに変化があった場合、すなわち内部の記憶レジスタに記憶されている直前の階調度に対して、設定値を跨いで、設定値以上の値となる変化を検出した場合、ソース出力切替回路１０５へ任意の時間ＯＮ信号を出力する。表示データ比較回路１０４より、ＯＮ信号が入力されている間、ソース出力切替回路１０５はソース電極を階調センター回路１０３の出力に接続する。

次に、図３を用いて本第１実施形態による液晶駆動回路の動作の説明を行う。液晶表示回路の駆動状態において、階調選択回路１０１は、階調電圧発生回路１００の出力信号のうち階調選択回路１０１によって表示データに対応する任意の階調電圧の信号を１つを選択し、ソースドライバ１０２及びスイッチ部１５を介して、ソース電極配線へ出力した状態となっている（状態：２００）。この状態：２００において、表示データの階調度は設定値以下であり、ソース電極配線はこの階調度に対応する階調電圧（階調出力）となっている。

次に、新たな表示データ信号が入力されたタイミングにおいて、表示データ比較回路１０４は、状態２００において表示されていた表示データの階調度を内部の記憶レジスタに記憶させ、記憶レジスタに記憶した直前の階調度と、入力された階調度との最上位ビットの比較を行う。
そして、表示データ比較回路１０４は、例えば、直前の階調度の最上位ビットが「０」であり、入力された階調度の最上位ビットが「１」である場合、設定された「１」を跨ぐ変化であることを検出し、ＯＮ信号を出力する。

また、階調選択回路１０１は、入力された表示データの階調度に対応した階調電圧を、階調電圧発生回路１００の出力から、スイッチにて、すなわちＳＷ１０１〜ＳＷ（ｍ）スイッチにより、階調度に対応したスイッチのみオン状態とさせて階調電圧を選択し、この電圧を信号としてソースドライバ１０２へ出力する。
ソースドライバ１０２は、この階調選択回路１０１から入力される階調電圧をスイッチ部１５０へ出力する。

このとき、ソース出力切替回路１０５は、ＯＮ信号が入力されているため、ソース電極配線に対して、階調センター回路１０３から出力されているプリチャージ電圧の信号を選択して出力することとなる（状態：２０１）。この状態：２０１において、ソース電極配線の電圧値は、階調センター回路１０３の出力するプリチャージ電圧に遷移する。
また、ここで、走査電圧回路は、スイッチ部１５０がプリチャージ電圧の信号を出力するタイミングに同期して、走査信号のパルスを出力する。この走査信号のパルス幅は、プリチャージ電圧が出力されてから、後の状態：２０２が終了するまでの時間幅である。
ここで、走査信号に同期してプリチャージ電圧の信号が出力されるように記載したが、プリチャージ電圧の信号が走査信号より前に出力される操作タイミングとしても、また走査信号より後に終了する操作タイミングとしても良い。

次に、表示データ比較回路１０４は、任意の時間経過後、ＯＮ信号の出力を停止する。
これにより、ソース出力切替回路１０５は、スイッチ部１５０を制御し、階調センター回路１０３をソース電極配線から切り離し、ソースドライバ１０２の出力をソース電極配線に対して接続し、表示データ信号の階調度に対応した階調電圧の信号をソース電極配線に対して出力する（状態：２０２）。この状態：２０２において、ソース電極配線は入力された表示データの階調度に対応した階調電圧（階調出力）となる。
上述したように、本第１の実施形態の特徴としては、表示データ信号の最上位ビット（１ビット）が変化する場合、階調選択回路の出力が必ず階調電圧発生回路のセンター値（例えば、表示データが６ビットの場合「１０００００」の値）を跨ぐ事を利用し、表示データの最上位ビットのみを監視し、その結果により回路を動作することにより低消費電力化を実現することができることを特徴としている。

＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態による液晶駆動回路を図面を参照して説明する。図４は同実施形態による液晶駆動回路の構成例を示すブロック図である。
この図において、第１の実施形態の図１と同様に、駆動対象の液晶表示パネルに関しては記載を省略しているが、従来例と述べたように、ソース電極配線とゲート電極配線とにより、各画素が制御されるようになっている。また、ゲート電極配線及びこのゲート電極配線に対して走査信号を出力する走査電圧回路、及びバッテリとこのバッテリの電源電圧を昇圧して昇圧電圧ＶＣＰを生成する昇圧回路も省略してある。また、図１と同様な構成については同一の符号を付し、説明を省略する。したがって、第１の実施形態と異なる点のみを以下に説明する。

第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態における階調センター回路１０３及びスイッチ部１５０が設けられていないことである。
また、図５（ａ）に示す階調電圧発生回路１００には、階調電圧発生に必要な階調発生基準電圧として、昇圧回路からの昇圧電圧ＶＣＰと、バッテリの電源電圧ＶＤＤとが入力され、各発生した階調電圧各々を出力するボルテージフォロアのアンプが設けられている。これらのボルテージフォロアのアンプにおいて、階調電圧が設定値の示す階調度に対応する電圧値以下のものに対応するボルテージフォロアのアンプ、すなわちＡＭＰ０１，ＡＭＰ０２，〜，ＡＭＰ（ｋ）の電源が電源電圧ＶＤＤとなっており、一方、階調電圧が設定値の示す階調度に対応する電圧値を超えるものに対応するボルテージフォロアのアンプ、すなわちＡＭＰ（ｋ＋１），〜，ＡＭＰ（ｍ−１），ＡＭＰ（ｍ）の電源が昇圧回路の昇圧電圧ＶＣＰとなっている。

また、階調電圧選択回路１０１は、表示データ比較回路１０４からＯＮ信号が入力されている任意の期間、表示データの階調度をプリチャージ電圧に対応するデータに変更し、プリチャージ電圧の信号を選択して出力する。このプリチャージ電圧は、上記ＡＭＰ（ｋ）が出力しており、電源電圧ＶＤＤを電源とすることが可能な最大の電圧として設定される。また、このＡＭＰ（ｋ）の出力する電圧は、電源電圧ＶＤＤを元に出力される階調選択回路１０１のセンター値（２倍昇圧の場合、他の倍率の場合には電源電圧に対応して設定する必要がある）、例えば、階調電圧発生回路出力１００の最上位ビットのみ「１」の出力、例えば６ビットのデータの場合には「１０００００」に対応する電圧値を出力する。

次に、図６を用いて本第２実施形態による液晶駆動回路のの動作の説明を行う。液晶表示回路の駆動状態において、階調選択回路１０１は、階調電圧発生回路１００の出力信号のうち階調選択回路１０１によって表示データに対応する任意の階調電圧の信号を１つを選択し、ソースドライバ１０２及びスイッチ部１５を介して、ソース電極配線へ出力した状態となっている（状態：２００）。この状態：２００において、表示データの階調度は設定値以下であり、ソース電極配線はこの階調度に対応する階調電圧（階調出力）となっている。

また、階調選択回路１０１は、入力された表示データの階調度に対応した階調電圧を、階調電圧発生回路１００の出力から選択し、ソースドライバ１０２を介して、ソース電極配線に対して出力する。
このとき、階調選択回路１０１は、ＯＮ信号が入力されているため、階調度をプリチャージ電圧に対応するデータに変更し、選択されるプリチャージ電圧に対応する階調電圧を選択した結果としてソースドライバ１０２へ出力することとなる（状態：２０１）。この状態：２０１において、ソース電極配線の電圧値は、階調センター回路１０３の出力するプリチャージ電圧に遷移する。

次に、表示データ比較回路１０４は、任意の時間経過後、ＯＮ信号の出力を停止する。
これにより、階調選択回路１０１は、階調度を入力された表示データの階調度に戻し、この階調度に対応した階調電圧を選択して、ソースドライバ１０２へ出力する（状態：２０２）。この状態：２０２において、ソース電極配線は入力された表示データの階調度に対応した階調電圧（階調出力）となる。
上述したように、本第２の実施形態の特徴としては、第１の実施形態と同様に、表示データ信号の最上位ビット（１ビット）が変化する場合、階調選択回路の出力が必ず階調電圧発生回路のセンター値（例えば、表示データが６ビットの場合「１０００００」の値）を跨ぐ事を利用し、表示データの最上位ビットのみを監視し、その結果により回路を動作することにより低消費電力化を実現することができ、かつ第１の実施形態に比較して、ソース出力切替回路１０５及びスイッチ部１５０及び階調センター回路１０３の各回路が削減できるため、回路構成が簡易となり、より小型化及び低消費電力を達成することが可能となる。

＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態による液晶駆動回路を図面を参照して説明する。図７は同実施形態による液晶駆動回路の構成例を示すブロック図である。
この図において、第１の実施形態の図１と同様に、駆動対象の液晶表示パネルに関しては記載を省略しているが、従来例と述べたように、ソース電極配線とゲート電極配線とにより、各画素が制御されるようになっている。また、ゲート電極配線及びこのゲート電極配線に対して走査信号を出力する走査電圧回路、及びバッテリとこのバッテリの電源電圧を昇圧して昇圧電圧ＶＣＰを生成する昇圧回路も省略してある。また、図１と同様な構成については同一の符号を付し、説明を省略する。したがって、第１の実施形態と異なる点のみを以下に説明する。

本第３の実施形態の第１の実施形態と異なる点は、階調センター回路１０３を設けずに、プリチャージ電圧として、バッテリの電源電圧ＶＤＤを直接に、スイッチ部１５０へ出力することである。
これにより、第３の実施形態は、第１の実施形態に比較して、回路構成が簡易となり、より小型化及び低消費電力を達成することが可能となる。

次に、図８を用いて本第１実施形態による液晶駆動回路のの動作の説明を行う。液晶表示回路の駆動状態において、階調選択回路１０１は、階調電圧発生回路１００の出力信号のうち階調選択回路１０１によって表示データに対応する任意の階調電圧の信号を１つを選択し、ソースドライバ１０２及びスイッチ部１５を介して、ソース電極配線へ出力した状態となっている（状態：２００）。この状態：２００において、表示データの階調度は設定値以下であり、ソース電極配線はこの階調度に対応する階調電圧（階調出力）となっている。

また、階調選択回路１０１は、入力された表示データの階調度に対応した階調電圧を、階調電圧発生回路１００の出力から選択し、ソースドライバ１０２へ出力する。
ソースドライバ１０２は、この階調選択回路１０１から入力される階調電圧をスイッチ部１５０へ出力する。
このとき、ソース出力切替回路１０５は、ＯＮ信号が入力されているため、ソース電極配線に対して、バッテリの電源電圧ＶＤＤを、プリチャージ電圧の信号として選択して出力することとなる（状態：２０１）。この状態：２０１において、ソース電極配線の電圧値は、階調センター回路１０３の出力するプリチャージ電圧に遷移する。

次に、表示データ比較回路１０４は、任意の時間経過後、ＯＮ信号の出力を停止する。
これにより、ソース出力切替回路１０５は、スイッチ部１５０を制御し、バッテリの電源電圧ＶＤＤの出力端子の出力端子をソース電極配線から切り離し、ソースドライバ１０２の出力をソース電極配線に対して接続し、表示データ信号の階調度に対応した階調電圧の信号をソース電極配線に対して出力する（状態：２０２）。この状態：２０２において、ソース電極配線は入力された表示データの階調度に対応した階調電圧（階調出力）となる。

＜第４の実施形態＞
また、上述した第１から第３の実施形態において、表示データ比較回路１０４は、入力される階調度を示すデータの最上位ビットが「０」から「１」に変化することを検出して、設定値（「１」）を跨いで変化したことを検出して、ＯＮ信号を出力するように構成されている。
一方、この第４の実施形態においては、第１から第３の実施形態各々の表示データ比較回路１０４にて設定値とする階調度を、バッテリの電源電圧ＶＤＤの値以下である階調電圧に対応する階調度に設定する。

そして、表示データ比較回路１０４は、入力される階調度が設定値を跨いで変化したことを検出、すなわち設定値以下の階調度から設定値を超える階調度となったか否かを検出し、階調度が設定値を跨いで変化したことを検出した場合にＯＮ信号を出力するようにしてもよい。
ここで、本第４の実施形態の表示データ比較回路１０４は、入力される表示データの階調度が設定値を超え、かつ記憶されている直前の階調度が設定値以下であることを検出した場合にＯＮ信号を出力し、それ以外の組み合わせにおいてはＯＮ信号を出力しない。

本発明の第１の実施形態による液晶駆動回路の構成例を示すブロック図である。図１における第１の実施形態の階調電圧発生回路１００と階調選択回路１０１との構成例を示す概念図である。本発明の第１の実施形態による液晶駆動回路の動作例を説明する波形図である。本発明の第２の実施形態による液晶駆動回路の構成例を示すブロック図である。図４における第２の実施形態の階調電圧発生回路１００と階調選択回路１０１との構成例を示す概念図である。本発明の第２の実施形態による液晶駆動回路の動作例を説明する波形図である。本発明の第３の実施形態による液晶駆動回路の構成例を示すブロック図である。本発明の第３の実施形態による液晶駆動回路の動作例を説明する波形図である。

符号の説明

１００…階調電圧発生回路
１０１…階調選択回路
１０２…ソースドライバ
１０３…階調センター回路
１０４…表示データ比較回路
１０５…ソース出力切替回路
１５０…スイッチ部
ＡＭＰ１０１〜ＡＭＰ（ｍ）…オペアンプ
ＳＷ１０１〜ＳＷ（ｍ）…スイッチ

Claims

複数のゲート電極配線と複数のソース電極配線との交差部に配置された画素からなるアクティブマトリクス型液晶表示パネルにおいて、画素に接続された薄膜トランジスタを介して、前記各画素の輝度を制御する液晶駆動回路であって、
バッテリの電源電圧を昇圧し、昇圧電圧として出力する昇圧手段と、
前記昇圧電圧を電源として階調度毎に対応する階調電圧を生成する階調電圧生成手段と、
入力される画像信号の階調度に対応した階調電圧を選択して出力する階調電圧選択手段と、
ソース電極配線に対し、階調電圧を出力するソースドライバと、
電源電圧からプリチャージ電圧を生成するプリチャージ電圧生成手段と、
ゲート電極配線に対して走査信号を順次出力する走査信号生成手段と、
直前の階調度を記録する記憶レジスタと、
前記階調度と前記直前の階調度とを比較し、予め設定された設定値の階調度を超えた変化か否かを検出する表示データ比較手段と、
前記検出結果により、ソース電極配線に印加する電圧を、前記階調電圧とするか、前記プリチャージ電圧を印加した所定の時間経過後に、階調電圧とするかのいずれかを設定するソース出力切替手段と
を有することを特徴とする液晶駆動回路。
ソース切替手段の設定により、前記ソースドライバまたはプリチャージ電圧生成手段のいずれをソース電極配線に出力するかを制御するスイッチ手段をさらに有し、
前記階調電圧選択回路が各階調電圧をボルテージフォロアのアンプから、昇圧回路を電源とするソースドライバを介して前記スイッチ手段へ出力し、プリチャージ電圧生成手段がバッテリを電源とするドライバからプリチャージ電圧をスイッチ手段に出力することを特徴とする請求項１記載の液晶駆動回路。
前記階調電圧選択回路が、電源電圧を超える階調電圧の出力に対して、昇圧回路を電源とするボルテージフォロアのアンプを対応させ、電源電圧以下の階調電圧に対して、バッテリを電源とするボルテージフォロアのアンプを対応させ、前記ソース出力切替手段が検出結果により、階調度をプリチャージ電圧とする階調度に変更し、所定の時間経過後に階調度を入力された階調度に戻し、前記ソースドライバがソース電極配線に電圧を印加するスイッチ手段であることを特徴とする請求項１記載の液晶駆動回路。
ソース切替手段の設定により、前記ソースドライバまたはプリチャージ電圧生成手段のいずれをソース電極配線に出力するかを制御するスイッチ手段をさらに有し、前記階調電圧選択回路が、電源電圧を超える階調電圧の出力に対して、昇圧回路を電源とするボルテージフォロアのアンプを対応させ、電源電圧以下の階調電圧に対して、バッテリを電源とするボルテージフォロアのアンプを対応させており、
前記階調電圧選択回路が各階調電圧をボルテージフォロアのアンプから、昇圧回路を電源とするソースドライバを介して前記スイッチ手段へ出力し、プリチャージ電圧生成手段がバッテリを電源とするドライバからプリチャージ電圧をスイッチ手段に出力することを特徴とする請求項１記載の液晶駆動回路。
プリチャージ電圧生成回路がバッテリ自身であることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の液晶駆動回路。
請求項１から請求項５のいずれかの液晶駆動回路により、液晶表示パネルの各画素の輝度制御を階調度に対応して行う液晶表示装置。